2013年鲁科版物理选修3-2全册精品课件 第3章本章优化总结

栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流本章优化总结栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流知识体系构建栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流专题一交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值的计算和应用1.瞬时值：瞬时值是交变电流某一时刻的值,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的电动势瞬时值表达式e＝Emsinωt，电流瞬时值表达式i＝Imsinωt，其中θ＝ωt为线圈与中性面的夹角，一般用于计算线圈某一时刻的受力情况．专题归纳整合栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流2.最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的交变电流最大值Em＝nBSω，在考虑电容器的耐压值时，应根据交流电的最大值．3.平均值：平均值需用E＝nΔΦΔt和I＝ER进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q＝It.栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流4.有效值：正弦式交变电流的有效值I＝Im2，其他交变电流的有效值根据有效值的定义计算，求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值．栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω，求：例1栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；(6)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时通过R的电荷量为多少？栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流【思路点拨】转过60°角时瞬时感应电动势由瞬时值表达式可解得，平均感应电动势可由电磁感应定律计算，再由平均值可计算电荷量,交流电压表的示数为电压的有效值,线圈转动一周外力所做的功等于一个周期电流产生的热量．栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流【精讲精析】(1)感应电动势的最大值为Em＝nBωS＝3.14V.(2)转过60°角时的瞬时感应电动势为e＝Emcos60°＝3.14×0.5V＝1.57V.栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流(3)转过60°角过程中产生的平均感应电动势为E＝nΔΦΔt＝nBSsin60°16T＝100×0.5×0.1×0.1×3216×2π2πV＝2.6V.栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流(4)交流电压表示数为外电路电压的有效值U＝ER＋r·R＝3.1424＋1×4V＝1.78V.(5)线圈转动一周所做的功等于电流产生的热量W＝Q＝Em22·1R＋r·T＝0.99J.栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流(6)16周期内通过电阻R的电荷量为q＝I·T6＝ER＋r·T6＝nBSsin60°T6（R＋r）·T6＝nBSsin60°R＋r＝0.0866C.栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流【答案】(1)3.14V(2)1.57V(3)2.6V(4)1.78V(5)0.99J(6)0.0866C栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流【规律总结】在求解交变电动势瞬时值时,首先要确定线圈转动从哪个位置开始计时，以便确定瞬时值是正弦规律变化还是余弦规律变化；其次是确定线圈转动的角速度ω(rad/s作单位)；再次是确定感应电动势的峰值Em＝nBωS；最后写出瞬时值表达式e＝Emsinωt或e＝Emcosωt.栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流专题二交变电流图象、表达式的综合应用交变电流的图象反映了交变电动势(或电流)随时间的变化特征，对正弦交变电流来说，我们可以从图象中获取如下信息：1.交流电的周期(T)：一个完整的正弦波对应的时间段．知道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω＝2π/T.栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流2.交流电的最大值(Em、Im)：图象上的峰值．知道了最大值，便可计算出交变电动势和交变电流的有效值．E＝Em/2，I＝Im/2.3.任意时刻交流电的瞬时值：图象上每个“点”表示某一时刻交流电的瞬时值．栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流4.因线圈在中性面时感应电动势、感应电流为零，磁通量最大，可由图象分析判断i、e随时间的变化情况，进而判断线圈中磁通量的变化情况．交变电流的图象可以帮助我们理解交变电流瞬时值表达式，它比表达式更形象直观．在实际问题中将表达式、图象、发电机模型结合起来分析，能够达到举一反三、触类旁通的效果，这也是解决交变电流问题的一个重要方法．栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()例2栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)VB．该交流电的频率为50HzC．该交流电的电压的有效值为1002VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W栏目导引知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第3章交变电流【答案】D【精讲精析】从图中可知，交流电的周期T＝4×10－2s，峰值电压Um＝100V，故交流电的频率f＝1T＝25Hz，有效值U＝Um2＝502V．加在R＝100Ω的电阻上的热功率P＝U2R＝50W．瞬时值表达式u＝Umsin2πTt＝100sin(50πt)V，故正确选项是D.